石灰窯的設計制造及施工運行特點

摘要：石灰窯是輕鈣生產的首要設備，抓好石灰窯的設計和施工工作，是保障輕鈣生產順利進行的基本條件。本文對石灰窯在結構、控制工程等方面的設計及石灰窯的施工操作進行了詳細的探討。

關鍵字：石灰窯；結構設計；操作要點

1.引言

石灰窯是生產各類輕質碳酸鈣的主要設備，其設計安裝及施工運行專業性較強，涉及的方面眾多，是一項綜合性的項目。一方面必須加強基礎項目建設，另一方面要抓好關鍵要素管理，強化重要工程建設，保證整個生產過程可以順利進行。為此，本文探討了以石灰石、焦炭或石灰石、無煙煤混燒為主的石灰窯的工程設計、施工、操作等方面的要點。

2.石灰窯在結構設計方面的要點

2.1.在建設石灰窯之前必須對基礎地面進行實地勘探，掌握土質巖貌和地質結構情況。根據石灰窯的重量、體積和高度，核定石灰窯的動態載荷重、靜態載荷重及風載荷重。同時，專業人員按照預先設計好的圖紙進行基礎開挖，基礎澆筑，墊層夯實，預埋件的安置等。

2.2.選好石灰窯的結構，耐火磚的尺寸和質量必須合格。多層窯襯之間要通過異性耐高溫磚連接，保溫隔熱層之間設置防沉降隔斷墻，并選擇適宜的間距。窯襯砌筑前要檢驗磚塊尺寸的大小，并組織預砌筑。在合適的場地上對準備砌筑的磚塊進行干組裝，檢查是否與設計的一致。如果與設計的尺寸有所偏差，則應當對偏差進行修正。磚縫應當相互錯開，內層外層相互交錯。設計人員必須特別關注變徑段，保證其按照圖紙的要求保持園的同軸度，形成石灰窯的錐角。一般來說，窯襯結構的最內層為高鋁質耐火磚，其次是粘土質耐火磚，接著是保溫磚，然后是粘土磚、巖棉板，最外層是鋼殼。窯的預埋件和預留孔必須由專人進行管理，在砌筑時同時施工。此外，磚襯施工應當盡量避免在寒冬進行，應保證施工時的溫度在5攝氏度以上。

2.3.嚴格控制好石灰窯的高徑比。高徑比對于石灰窯來說是一個十分重要的參數。由于受到布風裝置的限制，大部分進入到窯內的空氣總是沿著窯壁上升至頂部，即有十分明顯的窯壁效應。因此窯的直徑應當與高度保持一定的比例而不應當過大或過小。一般采用的比例為1.6—8。

3.石灰窯在控制工程設計方面的要點

石灰窯的控制工程系統包括給料控制、配料控制、計量控制、出料和料位控制、引風控制、煅燒溫度控制、鼓風控制以及糾偏控制。各個子系統可以采用國內較為先進的PLC控制。各子系統既可以單獨操作也可以通過相關的通訊協議來組成工業以太網絡。一般敘述為現場采集模擬量后送模數轉化，接著送工控機模塊與給定的比較后輸出調節數字量，經過數模轉換送至執行機構以完成調整。或由PLC硬連線完成采集、控制和處理。此外對電源冗余、主機冗余也應當做充分的考慮。如果有條件的話應當進一步考慮擴容、備品、外圍設備配置及操作站的數量。

國內許多廠家使用旋轉編碼器作為測量加減速、料車位置、停車限位信號發生裝置，然后由PLC編程來控制料車的運行，目前已取得十分良好的效果。石灰窯的主要工藝指標包括料位、鍛燒溫度、出料溫度、窯頂溫度等等。石灰窯運行屬于長周期、大滯后、多因素干擾的工況，因而在對石灰窯自動控制系統工程設計時，要特別注意各影響因素間的相互聯系。在設定各系統PID參數時，要參照工藝操作人員提供的經驗數據。石灰生產主要由鼓引風量和煅燒溫度決定。在原料成分保持穩定的情況下，煅燒溫度與送風量、配料比例有著直接的聯系。當溫度升高時送風量、煤石比應當減少，反正則增加。出料量可依據產量的要求采用定時定量出料，并根據料位的高低控制加料。加料的周期要小于溫度的調整周期，加料和配比均以批為單位進行控制。為方便在燒偏時進行糾正，應當在冷卻段和煅燒段之間設立腰風口。當煅燒平面的對稱點溫度差超過了一定數值時，可以開啟對應的腰風口閥門抑制或強化高溫點或低溫點的燃燒工況。但必須保證其可操作性，使窯的溫度調整靈敏有效，感應元件配置準確。

4.石灰窯的操作要點

石灰窯的操作過程相對復雜。工程項目建成后，施工單位要組織施工、監理、設計，供應商進行綜合性試生產驗收。工程建設的各項資料要保存完整，各項手續須齊全，生產準備工作就緒。現場整理完畢，符合規范。操作人員要徹底檢查石灰窯的隱蔽工程，清理施工時遺留的物品，合理處理施工時的一些臨時機構，排除任何有可能阻礙石灰窯正常運行的物體，如施工時留下的廢鋼鐵、螺絲等。

烘窯時必須按照規定嚴格執行，以防出現不該有的差錯。烘窯結束后仔細清理烘窯時產生的廢渣，防止其在點火時阻礙物料的下降。點火時特別注意要上火均勻，加布料均勻，并根據原料粒度掌握好出料時間及出料量。出料后及時將料位補充至正常值，時刻注意底火的焦結程度，防止造成廢渣，阻礙物料的正常下降。在點火成功后要靈活掌握好原料的配比，點火初期的每批配料比要有所變動，防止高配比結瘤的產生。送引風的使用要得當，初期嚴格控制風量，然后每間隔一段時間適當提高風量。石灰窯溫度的提升要緩慢進行，一般20到30天之間將溫度調整到位即可。之后根據產量的多少來控制進風量，每提高一產量單位

要在該產量下運行一段時間，以穩定石灰窯的工況。新建設的工廠應當聘請有經驗的專家對烘窯、點火和試生產進行指導。所有的工作人員應當保持密切的合作，做到勤看火勤加料，連續加料要準確，混料要均勻，配比要合適。

5.結語

石灰窯工程項目系統性很強，需要施工單位、建設方、設計和監理單位的共同合作，從基礎建設做起，科學設計、科學施工和科學管理，抓好重點問題。只有這樣才能夠使工程的質量和安全得到保障。隨著科學技術的進步，石灰窯設計、施工和生產技術都得到了很大的提高。同時由于在生態環保方面的大力投入，企業在循環經濟、污染零排放和三廢治理等方面都取得了重大進展。我國的石灰生產將邁向一個全新的時代，并在輕鈣生產等領域發揮重要的作用。

參考文獻

[1]陳洪全，岳智.2005 （6）.儀表工程施工手冊[D].化學工業出版社.

[2]張樹勛.1990（5）.石灰立窯技術規范[J].遼寧冶金.

[3]段潤林.2000（7）.石灰石在豎式石灰窯內的煅燒過程分析[J].山西化工.